סיבי קריסטל פוטוניים (PCF) הידועים גם בשם Microstructure Optical Fiber (MOF), יש לו מאפיינים פיזיקליים ייחודיים וחדשניים, כגון: אי ליניאריות הניתנת לשליטה, מצב יחיד אינסופי, פיזור יחיד מתכוונן, אובדן כיפוף נמוך, שדה במצב גדול וכו '. מאפיינים קשה או בלתי אפשרי להשיג עם סיבים פשוטים במצב קוורץ.
לכן, סיבים אופטיים מובנים משכו את תשומת ליבם של חוגים מדעיים זרים. עם התקדמותה של טכנולוגיית ייצור הסיבים האופטיים המיקרו-מבניים, אינדיקטורים שונים של סיבים אופטיים מובנים הביאו להתקדמות פורצת דרך, וסיבים אופטיים חדשים ומיקרו-מובנים הופיעו ככל שהזמן דורש. הוא אינו מיושם רק בתחום טכנולוגיית התקשורת האופטית הקונבנציונאלית, אלא נעשה בו שימוש נרחב בתחום המכשירים האופטיים, כגון: לייזרים סיבים עתירי עוצמה, מגברי סיבים, ספקטרוסקופיית רציף-על, פיצוי פיזור, מתגים אופטיים, הכפלת תדרים אופטיים, פילטרים, ממירי אורכי גל, מחוללי סוליטון, ממירי מצב, מקטבים סיבים, תחומים רפואיים, חישה ביולוגית ותחומים אחרים.
סיבי קריסטל פוטוניים, הידועים גם בשם סיבי מיקרו-מבנה, משכו תשומת לב רחבה בשנים האחרונות. לחתך שלו יש התפלגות אינדקס שבירה מורכבת יותר ובדרך כלל מכיל נקבוביות בסידורים שונים. גודל הנקבוביות הללו בערך באותו סדר גודל של אורך הגל של האור. ולאורך כל המכשיר, גלי האור יכולים להיות מוגבלים להתפשט באזור הליבה של הסיבים. לסיבי קריסטל פוטוניים תכונות מוזרות רבות.
לדוגמא, ניתן לתמוך רק בהעברת מצב אחת בתחום רוחב הפס הרחב; סידור הנקבוביות באזור החיפוי יכול להשפיע מאוד על תכונות המצב; סידור הנקבוביות הא-סימטרי יכול גם לייצר אפקט דו-שבירה נהדר, המיועד לנו. מכשירי קיטוב בעלי ביצועים גבוהים מספקים את האפשרות.
הרעיון של גבישים פוטוניים הופיע לראשונה בשנת 1987, כאשר הוצע לפער הלהקה האלקטרוני של מוליכים למחצה להיות בעל מבנה בינוני תקופתי הדומה לאופטיקה. אחד התחומים המבטיחים ביותר הוא יישום גבישים פוטוניים בטכנולוגיית סיבים אופטיים. הנושא העיקרי בו הוא עוסק הוא מיקרו-מבנה תקופתי של סיבים בעלי אינדקס גבוה (הם מורכבים בדרך כלל מחורי אוויר עם סיליקה כחומר הרקע).
הסיבים המדוברים מכונים לעיתים קרובות סיבי גביש פוטוניים (PCF), ואת סוג חדש זה של מוליך גל אופטי ניתן לחלק בקלות לשתי קבוצות שונות. לסוג הראשון של סיבים שכבת ליבת אינדקס שבירה גבוהה (בדרך כלל סיליקון מוצק) והוא מוקף בחיפוי גביש פוטוני דו מימדי. לסיבים אלה יש תכונות הדומות לסיבים קונבנציונליים, ועיקרון העבודה שלהם הוא יצירת מוליך גל על ידי השתקפות פנימית מוחלטת (TIR); בהשוואה להעברת אינדקס השבירה המסורתי, אינדקס השבירה היעיל של חיפוי הגביש הפוטוני מאפשר לליבה להיות בעל אינדקס שבירה גבוה יותר. לכן, חשוב לציין כי מה שמכונה סיבי קריסטל פוטוניים של השתקפות פנימית מוחלטת (TIR-PCF) הם למעשה בלתי תלויים לחלוטין באפקט פער הלהקה הפוטוני (PBG).
סוג אחר של סיבים, השונה לחלוטין מ- TIR-PCFs, חיפוי הקריסטל הפוטוני שלו מראה את אפקט פער הלהקות הפוטוני, המשתמש באפקט זה כדי לשלוט בקורה בליבה. סיבים אלה (PBG-PCFs) מציגים ביצועים ניכרים, והחשוב שבהם הוא היכולת לשלוט ולהנחות את הקורה להתפשט בליבה עם אינדקס שבירה נמוך יותר מהחיפוי. לעומת זאת, סיבי הקריסטל הפוטוניים ההשתקפיים הכוללים (TIR-PCF) יוצרו לראשונה, ורק לאחרונה הוכחו בניסוי סיבי העברת פערים פוטוניים אמיתיים (PBG-PCF).
בשנת 1991, ראסל ואח '. הציע לראשונה את הרעיון של סיבי גביש פוטוניים (PCF) המבוסס על העיקרון של העברת אור גביש פוטוני.
בשנת 1996, J． ג נייט ואח '. פיתחה את ה- PCF הראשון של&# 39. מאוחר יותר, בתחום תקשורת הסיבים האופטיים והמחקר האופטי, PCF עורר עניין רב בכל רחבי העולם.
